Žyma: Skaitmeninis žemės ūkis

Plačiai paplitusi daiktų interneto (IoT) nauda neapsiriboja vien tik sveikatos apsaugos, gamybos, automobilių, aviacijos ir kosmoso pramone; žemės ūkio sektorius taip pat neatsilieka. IoT atgaivino žemės ūkio sektoriaus veiklos būdus, sukuriant aplinkai draugiškas operacijas, pakeičiant idėjas ir suteikiant naujų galimybių neįsivaizduojamo masto.

Dėl skaitmeninių dvynių poveikio žemės ūkiui, mažo derliaus ir produktyvumo, kenkėjų plitimo ir ligos ir tvar.

Kaip skaitmeniniai dvyniai padeda išspręsti šias giliai įsišaknijusias problemas žemės ūkyje? Siekdami atsakyti į šiuos klausimus, išsiaiškinkime, ką reiškia skaitmeniniai dvyniai ir kodėl jie pristatomi žemės ūkio sektoriui?

Dėl didelio laukų procesų sudėtingumo žemės ūkio augalininkystėje keliami dideli reikalavimai tvirtų technologijų kūrimui, atsižvelgiant į augalų, dirvožemio, technologijų, aplinkos ir daugelio trikdžių kintamumą.

Nors daugelį metų buvo atliekami specifinių aspektų modeliavimo tyrimai, remiantys šiuos darbus, visapusiškas žemės ūkio proceso modeliavimas – tarsi “skaitmeninis dvynys”, integruojantis kuo daugiau išvardintų įtakos veiksnių – turi didelį potencialą.

Visų pirma, atskirų kintamųjų poveikis bendram procesui gali būti naudojamas klaidų analizei, paslaugų tobulinimui ar naujiems sprendimams.

Kas yra skaitmeninis dvynys?

Skait elgesys savo fizinių atitikmenų.

Skaitmeninis dvynys žemės ūkyje atspindi realius objektus, kur galima atkurti istorinis objektus ir simuliuoti būsimus objektus, siekiant sukurti scenarijus, pagal kuriuos gali veikti ūkininkai.

Tai suteikia ūkininkams ir suinteresuotoms šalims galimybę susidoroti su netikėtais nukrypimais, pavyzdžiui, iš anksto nustatant problemas, laiku suplanuojant prognozuojamą techninę priežiūrą ir teikiant momentinius sprendimus sudėtingoms problemoms spręsti. Skaitmeniniai dvyniai pagreitina žemės ūkio verslą nuo gamybos iki rinkodaros ir pardavimų.

Kaip tai įmanoma?

Pavyzdžiui, tarkime, kad regione kenkėjai ir ligos paveikia augalų produkciją. Pritaikydami tai, galite rinkti kokybišką informaciją, kurios žmogaus jutimai negali pastebėti, naudodami mobiliojo ryšio programėlę, veikiančią kaip skaitmeninis atitikmuo, naudojant jutiklius ir palydovinius duomenis.

Tada galite pateikti paveikslėlius su pažeistais augalais ir apibūdinti problemą, palyginti šiuos paveikslėlius su tos pačios rūšies augalo kopija ir pasiūlyti sprendimus. Būtent taip veikia skaitmeniniai dvyniai.

Sąlygos, reikalingos skaitmeninio dvynio žemės ūkyje

Individualybė

Skaitmeninis dvynys žemės ūkyje turi būti konkretus, jam turi būti suteiktas konkretus pavadinimas, o ne bendrinis, pavyzdžiui, ožka ar katė.

2. Beveik realiu laiku

Tai reiškia, kad kol egzistuoja realusis laikas, tol turėtų egzistuoti ir jo dvynys.

3. Duomenimis pagrįstas

Turi būti matuojama skaitmeniniu būdu, tuo pačiu prietaisu kaip ir tikrasis mėginys.

4. Realistiškas ir įgyvendinamas

Cibernetinis dvynys žemės ūkyje turi būti artimas tikrovei tiek savybėmis, tiek forma. Jis turi būti realistiškas.

5. Vytranslable

Informacija apie tikrą daiktą turėtų būti susieta su veiksmais.

Kaip tai veikia?

Jis naudoja technologinę įrangą, tokią kaip jutikliai, palydovai ir kiti įrenginiai, skaitmeniniam dvynio stebėjimui. Su šia gauta informacija, esant poreikiui, galima pasiekti istorinius duomenis ir juos panaudoti planavimui.

Tai apima visą skaitmeninio dvynio procesą. Nebūtina, kad tai būtų sudėtingas susitarimas, svarbiausia, kad jie būtų atlikti tinkamu laiku, ir turi būti moksliškai realūs.

Kuo jie skiriasi nuo modelių?

Modeliai yra tik tam tikro daikto atvaizdai, skirtingai nei sk.

Jie naudojami specifiniams tikslams. Jų rezultatai gali būti matomi dešimtimis. Taip siekiama užtikrinti rezultatų patikimumą. Jie apsaugo vartotoją nuo sudėtingų techninių dalykų, pateikdami informaciją lengvai suprantamu būdu. Jis turėtų pateikti realaus dalyko būsenos atnaujinimus.

Kaip bendrauti su skaitmeniniais dvyniais?

Tai yra stebima tokiuose įrenginiuose kaip nešiojamieji kompiuteriai, planšetės ar telefonai. Tai leidžia lengvai pasiekti realaus daikto istoriją arba numatyti jo ateitį. Taip pat galite dirbti su sistema, kad įjungtumėte fizines sistemas, tokias kaip drėkinimas.

Skaitmeninio dvynio vidinė funkcionalumas žemės ūkyje yra paslėptas, ir vartotojui nereikia suprasti sudėtingumo. Jis vartotojui parodo tik tai, kas reikalinga fiziniame darbe. Nors pridedamos funkcijos, kurių negalima įvertinti įprasto darbo metu.

Kur greičiausiai išvysite skaitmeninius dvynius žemės ūkyje?

Skaitmeninio dvynio naudojimas jau įsibėgėjo. Jis naudojamas gyvuliams stebėti tiek fiziškai, tiek nuotoliniu būdu. Lauko stebėjimo sistema užtikrina laukų ir pasėlių būklės ataskaitas, kad būtų galima priimti geresnius ir pagrįstus valdymo sprendimus. Nuotolinio stebėjimo sistema praneša apie ūkio technikos, tokios kaip sėjamosios, traktoriai, purkštuvai ir kt., būklę, kad būtų galima anksti aptikti ir užkirsti kelią gedimams.

Reali pasaulio daiktas yra tikroviškai modeliuojamas, o gyvi pranešimai turi prasmę sistemos būklei. Jis turi tam tikrų apribojimų, stebimas objektas gali būti tikrinamas tik pagal vieną jo aspektą. Jis naudojamas kitose pramonės šakose, tačiau žemės ūkyje jis naudojamas kelioms savybėms apimti dėl ūkio įvairovės.

Išvada

Prieš technologijų amžių, moksliniai tyrimai ir plėtra buvo vykdomi siekiant suprasti ir numatyti augalų’ elgesys kovoti su pagrindinėmis žemės ūkio problemomis, kuriomis yra kenkėjų ir ligų plitimas bei maži produktyvumo rodikliai. Dėl primityvių darbo įrankių naudojimo tyrimų rezultatai buvo nepatvirtinti, o išvados nepatikimos. Dėl to problemos išliko.

Tada žemdirbiai neturėjo kito būdo eksperimentuoti su augalais elgesys išskyrus bandymo ir klaidų metodą, dėl kurio atsirado dideli išteklių ir laiko nuostoliai. Siekiant išsklaidyti šias ūkininkavimo paslaptis, buvo pristatyti skaitmeniniai dvyniai ūkininkavime, kad būtų galima išsamiai suprasti augalus ir gyvūnus elgesys siekiant pagerinti ūkininkavimo efektyvumą. Tie, kurie labiausiai entuziastingai vertina technologinę revoliuciją, tikisi, kad žemės ūkio veikla patirs didelę naudą dėl šių pasiekimų.

Taigi, niekas negali geriau suprasti jūsų fizinės žemės nei jūs pats… ir duomenų mokslo. Šiuo atveju „GeoPard“ yra naudinga platforma augintojams, kuri padeda:

• Surinkite techninius duomenis ir įžvalgas per nuotolinius jutiklius, dirvožemio mėginių ėmimas, jutikliai, topografija, ir t.t.
• Turite minutės lauko prieigą su palydovine stebėsena ir pasėlių rotacijos duomenimis.
• Tvarkyk.

Leidžiama bendrauti tarp mašinų ir įvairios įrangos bei įdiegti skaitmeninį intelektą į įrenginius, todėl galima prijungti daugybę fizinių įrenginių ir dalytis duomenimis internetu be žmogaus įsikišimo.

Iš esmės terminas ‘Daiktų internetas’ apima viską, kas prijungta prie interneto, tačiau vis dažniau jis suprantamas kaip objektai, kurie ‘bendrauja’ tarpusavyje. Tai gali apimti viską – nuo paprastų jutiklių iki išmaniųjų telefonų, nešiojamų įrenginių ir kompiuterių, tačiau tik įrenginius, kurie visi yra sujungti tarpusavyje.

Kai prijungti įrenginiai sujungiami su išmaniąja programine įranga, kaip ir daugelyje automatizuotų sistemų, galima padaryti daug daugiau nei tik rinkti informaciją, bet ir analizuoti topografiją, dirvožemį ir pasėlių derlių bei inicijuoti tam tikrus veiksmus, įskaitant mokymąsi iš proceso.

Daiktų internetas gali būti vienodai taikomas ir įrenginiams uždaruose privačiuose tinkluose, tačiau daiktų interneto koncepcija sujungia šiuos tinklus ir sukuria daug labiau sujungtą pasaulį.

Yra daug daiktų interneto (IoT) įrenginių, kurie leidžia stebėti visus žemės ūkio gamybos procesus. Daiktų interneto įrenginiai, palaikomi programinės įrangos sistemų, gali stebėti procesus nuo daigų auginimo iki pasėlių valdymo (drėkinimo, augalų apsaugos ir augalų mitybos) ir po derliaus nuėmimo.

Šie įrenginiai ir programinės įrangos sistemos leidžia pirminę gamybą sklandžiai sujungti ir integruoti į kitus žemės ūkio vertės grandinės etapus, tokius kaip perdirbimas, didmeninė ir mažmeninė prekyba ir net galutinis vartotojas.

Dauguma žemės ūkio gamyboje įdiegtų daiktų interneto sistemų yra jutiklių pavidalu, kurie teikia aktualius duomenis apie realią situaciją laukuose ir šiltnamiuose, leisdami mums atlikti pasėlių stebėsena bet kuriuo metu arba gyvulininkystės kontekste – individualaus gyvūno statusas.

Šie jutikliai fiksuoja arba generuoja įvairių tipų duomenis, dažniausiai aplinkos parametrus (dirvožemio ir oro drėgmę bei temperatūrą, elektrinį laidumą, kritulius, vėjo greitį ir kryptį, lapų drėgmę, spinduliuotę ir daugelį kitų, augintojų poreikiams pritaikytų, funkcijų).

Kokios yra daiktų interneto galimybės žemės ūkyje?

Pastaruoju metu matomas vis neigiamas klimato kaitos poveikis sutrikdo žemės ūkio gamybą, todėl reikia per labai trumpą laiką priimti gerai pagrįstus ir tinkamus sprendimus.

Be to, visiškai kitu požiūriu, yra griežtos teisinės sistemos laikymasis ir teisingas apskaitos procesas, kai gamintojai praranda per daug brangaus laiko. Atsižvelgiant į tai, daiktų interneto diegimas visame ūkyje ir žemės ūkio veikloje gali padėti išspręsti vieną iš pagrindinių šiuolaikinio ūkininko problemų.

Daiktų internetas žemės ūkyje gali padėti ūkininkams realiuoju laiku gauti įžvalgų apie žemės ūkio produkcijos sąlygas. Jis taip pat gali padėti teikti informaciją sprendimų priėmimo programinei įrangai, kad būtų teikiamos tinkamos konsultacijos sprendimų priėmimo procesuose.

Be to, visi įrašyti duomenys vėliau gali būti naudojami kaip kiekvienos atliktos operacijos ir visų naudojamų sąnaudų įrodymas, todėl ūkininkams nereikia gaišti papildomo laiko skaičiams skaičiuoti, o tai labai palengvina įrašų tvarkymo procesą.

Tiksliau sakant, daiktų interneto įdiegimas žemės ūkyje gali sutrumpinti laiką, reikalingą įprastinei ūkio veiklai tikrinti, konkrečioms operacijoms ir būsenoms stebėti, ir leisti ūkininkams sutelkti dėmesį į svarbią veiklą, pavyzdžiui, strateginį produktų valdymą ir pozicionavimą rinkoje.

Galutinis daiktų interneto rezultatas – potencialus produktyvumo padidėjimas, sąnaudų sumažinimas naudojant įvestis, atsekamumas ir mažesnis darbo sąnaudų kiekis.

Kaip daiktų internetas veikia žemės ūkyje?

Daiktų interneto diegimas ūkiuose gali padėti ūkininkams sumažinti išlaidas, naudojant tikslesnius kiekybinius duomenis, vien interpretuojant laukuose sugeneruotą informaciją.

Naudodamiesi daiktų interneto duomenimis, ūkininkai gali naudoti skirtingus ligų ir kenkėjų atsiradimo aptikimo modelius, tiesiogiai paveikdami naudojamų pesticidų skaičių ir atliekamų operacijų skaičių, o tai galiausiai padės sutaupyti laiko, sumažinti išlaidas ir poveikį aplinkai.

Be to, apskaičiuodami evapotranspiraciją naudodamiesi sugeneruotais daiktų interneto duomenimis, ūkininkai turės galimybę laiku planuoti savo drėkinimo modelius, taip sumažindami naudojamo vandens kiekį.

Drėkinimo vandens taupymas yra itin svarbus tose vietose, kur trūksta vandens. Be to, duomenis, reikalingus tokiai operacijai vykdyti, galima valdyti įdiegus kelis aukščiau paminėtus daiktų interneto jutiklius.

Be augalininkystės, daiktų interneto technologijos žemės ūkyje taip pat labai naudingos gyvulininkystės valdyme, kur gyvulių auginimo išlaidos nuolat auga. Pastaruoju metu gyvulininkystės valdyme didelis dėmesys skiriamas tam, kaip ūkininkai elgiasi su gyvūnais, ir įvairios suinteresuotos šalys verčia ūkininkus grasinti gyvūnams humaniškesniu būdu.

Daiktų interneto įdiegimas leidžia ūkininkams pritvirtinti prie gyvūnų įvairius jutiklius nesukeliant jokio diskomforto, taip suteikiant jiems galimybę nuolat stebėti savo sveikatą ir aktyvumo būseną.

Daiktų interneto pagalba matuojama daugybė duomenų tipų, pavyzdžiui, gyvūnų širdies ritmas, kraujospūdis, atrajojimo laikas, kūno temperatūra ir kt. Be to, rinkoje galima rasti jutiklių, kurie perduoda GPS duomenis. Vietos stebėjimas yra labai naudingas ūkininkams, turintiems atvirų ganyklų.

Naudojant visus aukščiau paminėtus duomenų tipus, ūkininkai turi pakankamai laiko imtis iniciatyvos savo veikloje, todėl padidėja produktyvumas, sumažėja neigiamas poveikis aplinkai ir sušvelninamas neigiamas klimato kaitos poveikis.

Kaip panaudoti daiktų internetą žemės ūkyje?

Daiktų internetas žemės ūkyje gali turėti daug privalumų, daugiausia dėl plataus jo taikymo spektro. Siekdami susidaryti išsamesnį vaizdą apie daiktų interneto svarbą žemės ūkyje, paminėsime keletą daiktų interneto taikymo tipų, skirtų įvairiems žemės ūkio gamybos tipams ir etapams:

1. Meteorologinės stotys

Meteorologinėse stotyse sumontuoti jutikliai renka duomenis, kurie padeda nustatyti klimato sąlygas, informuoti apie sprendimus dėl pasėlių ir potencialiai padėti pagerinti pasėlių derlių, užtikrinant maksimalų įmanomą derlių.

Matuojant šiuos aplinkos veiksnius ir generuojant iš jų duomenis, daiktų internetas gali sukurti tikslią istoriją, kuri gali padėti ūkininkams priimti sprendimus arba sudaryti tikimybiniais planais pagrįstus planus, taip sumažinant nenumatytų išlaidų ir operacijų riziką.

2. Šiltnamių automatizavimas

Meteorologinės stotys naudojamos ne tik reikalingiems aplinkos duomenims rinkti, bet ir automatiškai koreguoti sąlygas kontroliuojamo mikroklimato sąlygomis, pavyzdžiui, šiltnamiuose, kad jos atitiktų konkrečius augimo parametrus.

Automatizuotų šiltnamių privalumai gali būti reikšmingi tiek hidroponikai, tiek augalams auginti substrate. Jutiklių gaunami momentiniai duomenys gali būti sujungti, kad būtų gautas išsamus šiltnamio sąlygų vaizdas.

Jei žinomi ir nustatyti optimalūs augimo sąlygų parametrai, aplinkos automatinis koregavimas yra lengvai pasiekiamas.

3. Pasėlių valdymo įrenginiai

Lauke galima išdėstyti daugybę jutiklių, kurie renka informaciją, reikalingą priimant sprendimus, pavyzdžiui, temperatūrą, kritulius, pasėlių sveikatą, pasėlių mitybos būklę ir daugelį kitų. Šie prietaisai yra pagrindiniai tiksliojo ūkininkavimo elementai.

Iš jutiklių matavimų galima gauti daug vertingų duomenų. Kai šie duomenys yra saugomi, sukuriama laiko istorija, kuri naudojama sprendimų priėmimo programinėje įrangoje, padedančioje ūkininkams priimti sprendimus.

4. Gyvulininkystės valdymo įrenginiai

Jutikliai gali būti pritaikyti arba net pritvirtinti prie gyvūnų, kad gautų informaciją apie kiekvieno gyvūno temperatūrą, sveikatą ir maistingumą, taip pat bendrą informaciją apie bandą.

Naudodamas tokio tipo jutiklį, ūkininkas tiksliai žino, kur yra konkretūs gyvūnai su unikaliais identifikatoriais. Jutikliai taip pat gali pateikti informaciją, pavyzdžiui, kada konkretus gyvūnas paskutinį kartą ėdė, miegojo, vaikščiojo ir pan.

5. Ūkių produktyvumo valdymo sistemos

Yra daug potencialių sistemų, kurios stebi ir valdo visus lauke įrengtus jutiklius, jas sujungiant, kad būtų sukurtas galingas analitinis prietaisų skydelis logistikos, apskaitos ir ataskaitų teikimo funkcijoms.

Žinodami tikslias ūkyje naudojamas sąnaudas ir produkciją, ūkininkai gali aiškiai suprasti galimas rizikas, su kuriomis jie gali susidurti, tačiau turi informacijos, kuri padėtų suformuluoti optimalius sprendimus.